2026年 03期
海洋二甲基巯基丙酸内盐趋化微生物研究进展
张晓华;龚炯;张蕴慧;本文回顾了海洋中二甲基巯基丙酸内盐(Dimethylsulfoniopropionate, DMSP)的相关研究，简述了其在海洋中的分布情况，指出其作为一种广泛分布于海洋的重要含硫化合物，在全球碳硫循环中具有关键作用，且是温室气体二甲基硫(Dimethyl sulfide, DMS)的主要前体物质，强调了微生物DMSP趋化性在DMSP利用及温室气体释放过程中的重要性。本文分析了藻-菌共生和珊瑚生态系统中的主要DMSP趋化微生物类群，介绍了DMSP在这些生态系统中发挥的生态学功能；同时深入探讨了趋化运动的分子信号传导过程，以及其与DMSP裂解过程潜在的耦合机制。此外，还对毛细管实验、微流控芯片技术在趋化性检测中的优势与局限性进行了分析。尽管当前微生物DMSP趋化性在不同海洋生态系统中的作用正逐步被揭示，但目前海洋环境中DMSP趋化类群的多样性、趋化能力的差异以及趋化机制仍存在诸多未知，有待进一步深入研究。未来研究应通过高通量组学技术、原位观测和模型预测相结合的方式，深入探究海洋微生物的DMSP趋化机制，从而全面揭示DMSP趋化微生物在物质循环和温室气体排放过程中的作用，为相关领域的研究提供方向指引。
吕宋海峡黑潮南海分支流径季节-年际变化特征和机理研究
王宏泰;孙忠斌;张志伟;黑潮南海分支流径(Leaking流径)是吕宋海峡处黑潮最普遍的流径之一，可以携带大量黑潮水入侵南海，从而对南海的温盐平衡、环流、中尺度涡旋以及生物地球化学过程产生重要影响，因此，开展黑潮Leaking流径的研究具有重要意义。本文利用1993—2020年的卫星高度计数据，基于海表特征对黑潮入侵南海的不同流径进行系统识别，并深入探究Leaking流径的季节、年际变化特征及其调控机理。研究表明，黑潮以Leaking流径入侵南海发生概率达40.1%,并呈现双峰形式的季节变化特征，在冬半年(10月至次年4月)较强，在3月和10月发生概率达到峰值，分别为73.4%和58.3%。冬半年东北风的发展以及较弱的上游黑潮强度有利于黑潮入侵南海，但冬季强东北季风更有利于黑潮以流套的形式入侵南海，降低了Leaking流径的发生概率，因此，Leaking流径呈现双峰形式的季节变化特征。在年际尺度上，Leaking流径与太平洋年代际振荡(Pacific decadal oscillation, PDO)具有显著的对应关系，PDO正相位时，Leaking流径较强；PDO负相位时，Leaking流径较弱。其年际变化主要受到沿岸开尔文波和上游黑潮强度的共同调控。PDO正相位期间，西北太平洋的负海表高度异常信号以沿岸开尔文波的形式传播至吕宋岛以西海域，增强了吕宋海峡南北的经向压力梯度，从而促进了Leaking流径的发展。同时，上游较弱的黑潮强度也有利于黑潮Leaking流径的形成。进一步研究发现，Leaking流径对吕宋海峡海表及上层500 m水体输运的贡献率分别达到70%和54.4%,表明Leaking流径对于吕宋海峡通量具有显著贡献和调控作用。
全球次表层海洋热浪统计特征的反演方法研究
巩宗晴;李芙蓉;本文旨在反演长时间尺度上的全球次表层海洋热浪(Marine heatwaves, MHW),以在更长时间尺度上把握其变化趋势。本文通过初步数据分析发现次表层各层海洋热浪统计特征和月平均海水温度存在明显的空间相关性，以此统计原理为指导，采用多观测样本的地理加权回归(Multiple-replicate geographically weighted regression, MRGWR)模型作为反演模型，并基于海洋环流在2°范围内通常可以近似认为不变的特征做出了带宽的选择。本文构建了单变量指标和多变量指标两种指标体系，并将MRGWR模型与先前研究使用的海洋热浪反演方法广义线性模型(Generalized linear model, GLM)的反演效果进行了对比，证实了利用多变量指标拟合MRGWR模型在反演次表层海洋热浪方面的显著优势。利用所选最优反演模型和指标对1940—2021年间全球次表层海洋热浪的统计特征进行反演，得到其长期变化趋势，该趋势与海水温度上升趋势存在明显的对应关系。本研究为人类活动引起的全球变暖对次表层海洋热浪的影响提供了有力证据。
β-葡聚糖与岩藻多糖对凡纳滨对虾生长、非特异性免疫及抗病力影响的比较研究
田相利;文湘海;罗凯;杨子昕;王德皓;王路平;刘剑锋;范瑞用;葡聚糖和海藻多糖是两类常用的饲料添加剂，但关于二者作用效果的差异迄今报道较少。本研究在饲料中分别添加β-葡聚糖以及岩藻多糖，比较了二者对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼虾的生长、非特异性免疫及对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)抗病力的影响。研究分别设置了添加酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和裸藻(Euglena gracili)来源的β-葡聚糖以及巨藻(Macrocystis pyrifera)来源的岩藻多糖3个处理组(分别记为YG、MG和AP),饲料中添加浓度为0.65 g/kg,以商品饲料作为对照组(DZ),每个处理组分别设置5个生物学重复，对虾的初始体质量为(1.26±0.02)g,养殖周期为42 d。养殖实验结束后，进行为期14 d的副溶血弧菌攻毒实验。研究表明，各处理组对虾的养殖存活率均在90%以上，其中YG、MG和AP组存活率均显著高于对照组(P<0.05)。YG组对虾的末体质量和特定生长率显著高于对照组(P<0.05),各处理组对虾的饲料效率和消化率显著高于对照组(P<0.05)。与对照组相比，添加β-葡聚糖以及岩藻多糖均可不同程度提高对虾血清碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、总一氧化氮合酶(T-NOS)、溶菌酶(LZM)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性、以及总抗氧化能力(T-AOC)和酚氧化酶(PO)含量。各处理组比较，以YG和MG组效果最佳，AP组次之。各处理组对虾肝胰腺LGBP、SOD、HSP70和proPO基因的相对表达量均显著高于对照组(P<0.05),β-葡聚糖添加组对虾LGBP、SOD、和HSP70基因的相对表达量均显著高于岩藻多糖添加组(P<0.05)。各处理组对虾的肝胰腺Imd、Relish和Toll基因的相对表达量均显著高于对照组(P<0.05),3个处理组之间未见显著差异。在mTOR信号通路中，β-葡聚糖添加组对虾肝胰腺中TOR、elF4E2、elF4E1α和4EBP基因表达水平显著高于对照组(P<0.05),岩藻多糖添加组TOR和elF4E2基因表达水平显著高于对照组(P<0.05)。副溶血弧菌攻毒实验表明，添加不同来源β-葡聚糖均能一定程度提高对虾存活率，其中以酵母来源组效果最佳(P<0.05)。研究结果表明，饲料中适当添加β-葡聚糖和岩藻多糖均能不同程度地提高凡纳滨对虾的生长性能、免疫能力和抗病力，其中以添加酵母来源β-葡聚糖的总体效果最佳。
鱼类黏液细胞及其分泌黏液的固定方法和染色效果比较
陶林慧;绳秀珍;唐小千;邢婧;迟恒;战文斌;本文旨在对比4种固定方法对鱼类黏膜组织的固定效果，以筛选出最适合黏液细胞及其分泌黏液保存的固定方法。为此，我们以牙鲆(Paralichthys olivaceus)为研究对象，采用不同的固定方法(Methacarn和Carnoy固定液)和不同的固定时间(2和24 h)固定牙鲆黏膜相关淋巴组织(Mucosa-associated lymphoid tissues, MALTs),制备石蜡切片，进行苏木精-曙红(HE)染色、阿尔新蓝-过碘酸雪夫氏反应(AB-PAS)、荧光凝集素组织化学和免疫组织化学结合染色(CLIH)后，基于组织细胞形态学特征和3种参数(包括杯状细胞数量、黏蛋白染色面积和黏液层完整性),评估固定和染色结果。研究表明，通过AB-PAS染色，可以清晰地区别中性黏蛋白、酸性黏蛋白以及混合黏蛋白，进而将黏液细胞鉴别出4种类型，对黏液细胞和黏液层的染色效果优于HE染色。采用不同的固定方法和固定时间固定牙鲆黏膜组织后均可得到组织结构完整、黏液细胞清晰的组织切片，但固定和染色效果存在显著差异，Methacarn组的组织形态完整性、染色效果及黏液层保存效果明显强于Carnoy固定液处理的组织，最佳固定方案是采用Methacarn固定液固定2 h,该组牙鲆黏膜组织的形态结构更完整清晰，黏液层较少脱落，黏蛋白含量高，能清晰地观察到黏液分泌过程。本文筛选出了适于鱼类黏液细胞与黏液分泌观察的石蜡切片固定方法，可为后续研究鱼类黏液细胞分泌调控及其黏膜防御作用提供技术支持。
长牡蛎“海大1号”与近江牡蛎杂交及回交子代的配子兼容性和幼虫生长发育比较
张雪;李晓桐;刘兆琦;徐成勋;孔令锋;为探究长牡蛎(Crassostrea gigas)“海大1号”(H)与近江牡蛎(C.ariakensis)(A)杂交及其回交子代的杂种优势，本实验以长牡蛎“海大1号”(H)、近江牡蛎(A)及其杂交子代(Ha,长牡蛎“海大1号”♀×近江牡蛎♂)为材料，采用3×3杂交获得9个实验组：HaHa(杂交子代Ha♀×杂交子代Ha♂)、HaH(杂交子代Ha♀×长牡蛎“海大1号”♂)、HaA(杂交子代Ha♀×近江牡蛎♂)、HHa(长牡蛎“海大1号”♀×杂交子代Ha♂)、HH(长牡蛎“海大1号”♀×长牡蛎“海大1号”♂)、HA(长牡蛎“海大1号”♀×近江牡蛎♂)、AHa(近江牡蛎♀×杂交子代Ha♂)、AH(近江牡蛎♀×长牡蛎“海大1号”♂)和AA(近江牡蛎♀×近江牡蛎♂),分析其子代早期表型性状及杂种优势。研究表明，回交处理显著提高了杂交子代Ha与双亲之间的配子兼容性(P<0.05),HaH、HaA和HHa的受精率与孵化率均显著高于HA和AH;而AHa的孵化率虽高于HA,但受精率较低。浮游幼虫期，HaH和HaA的生长性状表现出父系单亲回交优势，HHa的存活率优于其双亲及HA组，AHa表现出显著的杂种劣势。HaHa在受精率、孵化率、生长速度和存活率上均表现较高，但与长牡蛎“海大1号”(HH)、近江牡蛎(AA)和杂交组(HA)均无显著差异。本实验成功获得了在生长或存活方面表现出杂种优势的回交后代HaH、HHa和HaA,为长牡蛎和近江牡蛎的遗传改良提供了材料基础和技术支撑。
萘普生跨代持续暴露对海洋青鳉早期发育和抗氧化系统的影响
陈杨;李佩润;凌云哲;梁川;周巾淑;刘志英;徐炎华;萘普生(Naproxen, NPX)作为常用非甾体抗炎药在海洋环境中检出频率逐年升高，且其在水体中呈现的假性持久性效应使海洋生物可能长期处于低剂量暴露状态，针对这一现象，本研究考察了不同浓度NPX在跨代(F1代和F2代)持续暴露下对海洋青鳉(Oryzias melastigma)早期发育及抗氧化系统的影响。实验中，分别将两世代胚胎暴露于0、0.1、1和10μg·L-1的NPX溶液中30 d,测定并统计了胚胎的孵化率、孵化时间、心率以及仔鱼死亡率，同时检测了受精后8 d胚胎抗氧化系统的相关指标。结果表明，在环境相关浓度下，NPX可对海洋青鳉早期发育产生显著的毒性。两代胚胎的孵化率均显著下降，处理组普遍出现心律失常，且仔鱼死亡率随NPX浓度增加而上升。尤其在NPX浓度为10μg·L-1时，孵化时间较对照组延长约20%。此外，NPX暴露会引发海洋青鳉胚胎氧化应激反应，且F2代的氧化损伤程度普遍高于F1代。尽管子代承受相对更大的氧化损伤，但表现出一定适应性，从而使死亡率有所下降。
有机磷在海洋沉积物上的吸附特征及影响因素初探
吕梦;周立敏;张岩;孟雨;张天姿;曹晓燕;杨桂朋;本文以甲基膦酸(Methylphosphonic acid, MPn)和5′-腺嘌呤核苷酸(5′-adenosine monophosphate, AMP)为代表，研究了沉积物有机质(Organic matter, OM)含量、组成及介质温度、盐度、pH对有机磷(Organic phosphorus, OP)吸附的影响。经HCl处理后的沉积物样品轻组分有机质(Light fraction organic matter, LFOM)占比提高3%,对AMP和MPn的吸附容量(Qm)分别增加35%和32%,表明LFOM对OP的吸附有重要贡献。藻华导致的藻源有机质(Algal-derived organic matter, AOM)输入提高了沉积物中LFOM的比例，增强了沉积物对OP的吸附能力，但同时释放的溶解有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)抑制了吸附能力的进一步提升。吸附OP后的形态分析表明，沉积物中OM含量的增加促进了吸附后生物可利用磷的增加。以MPn为例，探讨了环境因子对OP吸附的影响：与人工海水(Artificial seawater, ASW)相比，沉积物在稀释ASW介质中对MPn的吸附能力更强，且在1/2 ASW介质中的吸附能力高于1/4 ASW。在pH=7～8条件下，沉积物表面的静电排斥作用在一定程度上抑制了MPn的吸附。热力学参数(ΔG~θ<0,ΔH~θ> 0,ΔS~θ> 0)表明，MPn的吸附是一个自发的吸热过程。
基于多结构域截取策略的沙海蜇磷脂酶A2毒素可溶性表达系统构建与酶活性分析
王铠露;李荣锋;马玉珍;刘松;邢荣娥;李鹏程;于华华;沙海蜇(Nemopilema nomurai)作为东亚海域最具危害性的水母之一，其毒素中高丰度的磷脂酶A2(PLA2)同工酶被认为是引发系统性中毒反应的关键毒性成分。本研究基于转录组数据库，通过序列比对和三维结构模拟，筛选出四个具有典型PLA2催化结构域的新型毒液蛋白。通过构建pET-22b和pET-32a异源表达系统，发现全长重组蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)体系中均呈现包涵体形式。为得到可溶性磷脂酶A2,本研究创新性地采用多结构域截取策略，成功构建截短型PLA2可溶性表达系统(pET-22b-PLA2-3/BL21(DE3)),并进行体外活性检测证实其具有剂量依赖性磷脂水解活性。本研究首次建立了沙海蜇PLA2毒素的可溶性异源表达体系，为深入阐明其毒性作用分子机制及开发特异性解毒剂奠定了基础。
Co-Ni@海带衍生碳复合物的制备及其微波辅助催化降解染料性能研究
李梦巧;常琪林;张志明;于良民;微波辅助催化降解技术因其高效性和可控性，已成为水体有机污染物处理领域的重要研究方向。本研究创新性地以海带为绿色碳源载体，与普鲁士蓝类似物(CoNi-PBA)复合制备了Co-Ni@海带衍生碳复合材料(Co-Ni@KC)。在800 W微波功率下，Co-Ni@KC-3在4 min内对240 mg/L的甲基橙、亚甲基蓝、结晶紫和罗丹明B的降解效率高达99.52%、99.74%、94.67%和99.69%,并展现出优异的循环稳定性。材料的降解机制主要归因于微波催化过程中热效应与非热效应的协同作用。本研究利用海洋生物质资源构建高性能催化剂，解决了传统催化剂成本高、效率低的问题，为印染废水的高效治理提供了经济、环保的解决方案，同时为海洋生物质资源的高值化利用开辟了新途径。